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前言1

第一章静电学1

1.1真空中的静电场1

1.库仑定律和电力的叠加性1

2.真空中的电场及电场叠加原理3

1.2静电场的奥-高定理与场的无旋性5

1.奥-高定理5

2.静电场的无旋性7

3.静电场的边值关系8

1.3介质中的静电场10

1.电介质的极化与极化强度10

2.电介质中的电场与电感应强度13

3.分子极化率模型15

1.4静电势，泊松方程与拉普拉斯方程18

1.静电势与电势叠加原理18

2.泊松方程与拉普拉斯方程20

1.5静电问题的唯一性定理21

1.普遍的情况21

2.具有导体系的特殊情况23

3.叠加定理25

4.用分离变量法求解拉普拉斯方程26

1.6格林等效层定理，镜像法28

1.格林等效层定理29

2.格林等效层定理应用举例31

3.镜像法34

1.7静电问题的格林函数法38

1.格林函数38

2.静电势普遍公式38

1.8导体椭球在外场中的极化与椭球场强计原理42

1.导体椭球在均匀的外场中的电势分布42

2.导体椭球感生的电偶极矩——各向异性例子44

3.椭球场强计原理45

1.9静电能47

1.真空中点电荷系的静电能47

2.电荷连续分布时的静电能48

3.导体系的静电能49

1.10电多极矩场及其与外加电场的相互作用50

1.电多极矩的电场50

2.电多极子与外电场的相互作用55

1.11库仑平方反比定律的检验57

1.库仑平方反比定律实验检验的重要意义57

2.库仑定律的实验检验——同心球实验59

第二章稳恒电流磁场63

2.1稳恒电流与稳恒电场63

1.电流密度及其连续性方程63

2.欧姆定律及维持稳恒电流的条件65

3.稳恒电流与稳恒电场分布68

2.2真空中稳恒电流的磁场69

1.电流间相互作用的安培定律70

2.电流的磁场，毕奥-萨伐尔定律73

3.磁场的散度与旋度73

4.磁感应强度的边值关系75

2.3磁介质中的磁场75

1.磁介质的磁化和磁化强度75

2.磁介质中的磁场强度，磁介质中的环路定理78

3.在磁介质中磁场强度和磁感应强度所满足的边值关系80

2.4静磁场的矢势与环形电流的磁场81

1.静磁场的矢势及其满足的微分方程81

2.环形电流分布的磁场83

2.5静磁场的标势与静磁屏蔽90

1静磁场的标势及其满足的微分方程90

2.静磁屏蔽92

2.6永磁体的磁场93

2.7磁场的能量96

1.两个闭合电流回路相对位置改变的过程中磁力所做的功96

2.电流系统的势函数99

3.移动电流回路时的能量交换100

4.磁场能量102

2.8磁多极矩的磁场及其与外磁场的相互作用103

1.磁多极矩的磁场103

2.磁多极子与外磁场的相互作用106

第三章随时间变化的电磁场109

3.1法拉第电磁感应定律109

3.2麦克斯韦方程组与洛伦兹力公式111

1.麦克斯韦方程组112

2.洛伦兹力公式116

3.麦克斯韦方程组的对称性与磁单极子117

3.3电磁场的能量与能量守恒定律119

3.4电磁场的动量与动量守恒定律121

3.5电磁场的波动性127

3.6麦克斯韦方程组的完备性及其解的唯一性130

3.7电磁场的矢势与标势132

1.电磁场的矢势与标势，规范变换与规范不变性132

2.矢势与标势所满足的微分方程133

3.推迟势135

4.阿哈罗诺夫-玻姆效应136

第四章电磁波的传播139

4.1电磁波在绝缘介质分界面上的反射与折射139

1.反射与折射定律140

2.菲涅耳公式141

3.反射系数与透射系数142

4.波反射时的半波损失144

5.全反射146

4.2电磁波在导电介质中的传播及其在导体表面上的反射149

1.电磁波在均匀导电介质中的传播149

2.电磁波在导体表面上的反射152

3.透入金属内部的电磁波153

4.3惠更斯-菲涅耳原理与电磁波的衍射155

1.基尔霍夫公式155

2.惠更斯-菲涅耳原理156

3.基尔霍夫的衍射理论158

4.4电磁波在波导中的传播161

1.波导中电磁场的解162

2.矩形波导中传播的电磁波164

3.圆柱形波导中传播的电磁波168

4.5波导的波阻抗，传输功率，衰减171

1.电磁导波的波阻抗171

2.导波能流及波导的传输功率172

3.电磁波的衰减174

4.6电磁波在同轴传输线中的传播177

1.同轴传输线中传播的电磁波177

2.同轴传输线中传播的TEM主波179

3.同轴传输线的电报方程181

4.7电磁驻波与谐振腔183

1.谐振腔的电磁驻波与谐振频率184

2.谐振腔的品质因素与谐振曲线187

4.8测量电磁场的微扰法191

4.9电磁波在等离子体中的传播196

1.无磁场情况196

2.有磁场情况199

第五章等离子体电动力学204

5.1等离子体的定义与电荷屏蔽现象204

1.等离子体的定义204

2.电荷屏蔽现象204

3.等离子体的描述与研究方法206

5.2带电粒子在电磁场中的运动207

1.带电粒子在均匀恒定磁场中的运动207

2.电场及其它外力引起的漂移209

3.带电粒子在不均匀磁场中的漂移211

5.3浸渐不变量及其应用216

1.磁矩μ的不变性216

2.纵向不变量J与费米加速220

5.4磁流体力学方程222

1.磁流体力学的基本方程式223

2.磁应力与磁压强224

5.5磁场的冻结与扩散225

1.磁场的冻结226

2.磁场的扩散228

3.磁雷诺系数229

5.6磁流体的平衡与箍缩效应229

1.磁流体的平衡229

2.箍缩效应230

5.7磁流体力学波233

5.8电子等离子体振荡与电子等离子体波237

1.电子等离子体振荡238

2.电子等离子体波240

第六章狭义相对论244

6.1狭义相对论的实验基础及其产生的历史背景245

1.牛顿力学与伽利略相对性原理245

2.电磁现象与经典力学原理的矛盾246

3.寻找绝对参考系的实验247

6.2狭义相对论基本原理与相对论时空观252

1.同时性问题253

2.狭义相对论的基本原理256

3.相对论的时空观256

6.3洛伦兹变换和狭义相对论的时空理论261

1.洛伦兹变换262

2.狭义相对论的时空理论266

6.4四度空间的洛伦兹变换及物理量的变换性质276

1.四度空间及洛伦兹变换形式276

2.四度空间中物理量的变换性质278

3.四度波矢量与相对论多普勒效应280

6.5麦克斯韦方程组的协变性281

1.四度电流密度及连续性方程的协变性282

2.四度势及电磁势方程的协变性283

3.场强张量284

4.麦克斯韦方程组的协变性285

6.6电磁场的变换及其能量与动量守恒的协变性286

1.电磁场的变换286

2.四度洛伦兹力密度与电磁场应力能量动量张量288

3.电磁场能量动量守恒的协变式289

6.7相对论力学290

1.四度速度，四度动量，质能关系式290

2.牛顿力学定律的协变式293

3.高能粒子反应的运动学296

6.8带电粒子在电磁场中运动的拉氏函数与哈密顿函数301

1.带电粒子在电磁场中运动的拉氏函数与拉氏方程301

2.带电粒子在电磁场中运动的哈密顿函数与哈密顿方程302

6.9电磁场的拉氏函数，光子的静止质量问题303

1.电磁场的拉氏函数和普罗卡方程303

2.光子的静止质量问题305

第七章电磁辐射308

7.1电偶极振子的电磁场308

7.2多极辐射312

1.推迟势的多极展开312

2.磁偶极与电四极辐射313

3.电多极辐射与磁多极辐射315

7.3从中央馈送的直线天线辐射318

7.4运动电荷的电磁场322

1.李纳-维谢尔势322

2.运动电荷的电磁场324

7.5加速运动电荷的辐射326

1.辐射场及辐射功率的角分布326

2.辐射总功率328

7.6轫致辐射与直线加速器中的辐射329

7.7同步辐射331

1.辐射功率角分布和总功率331

2.同步辐射的频谱334

3.N个回旋电子的相干辐射336

7.8切伦科夫辐射338

7.9电子的电磁质量与辐射阻尼力342

1.电子的电磁质量343

2.辐射阻尼力346

7.10谐振电子的辐射阻尼和光谱线的自然宽度347

第八章电磁场与介质的相互作用351

8.1电子对电磁波的散射与吸收351

1.电子对电磁波的散射351

2.电子对电磁波的吸收356

8.2介质的色散357

1.介质色散的经典电子模型357

2.反常色散与共振吸收359

8.3导体的色散——电导率与介电常数361

8.4超导体电动力学363

1.超导体的电磁性质364

2.超导体电动力学366

附录371

A矢量分析常用公式及有关定理371

B 正交曲线坐标374

C σ函数379

D 球函数381

E 柱函数384

F 单位制的换算及主要公式的代换387

G 有关的物理学常数392

习题及答案393

主要参考书目420